court circuit-DocProf

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Programme : Le courant électrique
CONTENUS-NOTIONS COMPETENCES EXEMPLES D’ACTIVITES
Approche de la notion de court-
circuit
Distinction entre court-circuit d’un
générateur et court-circuit d’une
lampe.
Repérer sur un schéma la boucle
correspondant au générateur en
court-circuit.
Identifier la situation de court-
circuit d’un générateur dans un
circuit et en prévoir les
conséquences.
Identifier la situation de court-
circuit d’un dipôle récepteur et en
prévoir les conséquences.
Observation de l’incandescence de
la paille de fer reliant les deux
bornes d’une pile.
Réalisation de situations de court-
circuit, notamment identification
du cas où le générateur se retrouve
en court-circuit en même temps
qu’une lampe.
Pré requis de l’élève :
o L’élève sait représenter par un schéma un circuit électrique simple.
o L’élève sait réaliser un montage à partir d’un schéma.
o L’élève connaît les symboles normalisés.
Mots-clé
o fil
o circuit
o schéma
o interrupteur
o ouvert / fermé
o pile
o court-circuit
o lampe
o boucle
o série / dérivation
Liste de matériel
Poste élève Références
o Une pile 4,5V 04300
o Un support de pile 04263
o Un ensemble Sécucontact collège 10234
o Un cordon noir 50 cm 60010
o Un cordon rouge 50 cm 60011
o 2 lampes 6V-0,05 A 03702
o Cavaliers de connexion 10302
o 2 pinces crocodile 04138
o Paille de fer ou laine d’acier 07156
Remarques et astuces :
o Une platine grandeur nature peut être fixée au tableau du professeur avec des supports lampes, des
cavaliers et des interrupteurs adaptés pour aider les élèves en difficulté dans la réalisation des
montages.
o L’alimentation choisie est ici une pile afin d’éviter tout dommage interne au générateur dû au court-
circuit (dans le cas où la paille de fer ne s’enflamme pas suffisamment vite).
o Il est préférable de distribuer quelques fils de laine d’acier non resserrés de manière à obtenir une
bonne combustion au moment du court-circuit..
o Placer un support non inflammable sous la paille de fer
Niveau 5
ème
Physique - Chimie
COURT-CIRCUIT

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Prolongements
o Installation électrique de la maison.
Dans une habitation, les appareils électriques sont branchés en dérivation.
Chaque circuit doit avoir des fils de section spécifique et une protection (fusible ou disjoncteur).
Dans le cas contraire il y a un risque de « surchauffe » et le circuit n'est plus efficacement protégé.
Par exemple un circuit d'éclairage doit avoir une protection de calibre 10A. Pour le sèche-linge, la
machine à laver la vaisselle ou le linge et le chauffe-eau, il faut protéger le circuit avec un fusible de
20A. Dans le cas d'une cuisinière, le fusible devra être de 32A….
o Fil électrique.
Un fil électrique - appelé conducteur - est constitué d'une âme conductrice en cuivre (un seul fil
rigide ou plusieurs fils fins et souples) qui est entourée d'une gaine protectrice et isolante en
plastique. Un câble est formé de plusieurs conducteurs qui sont enrobés dans un bourrage élastique
ou plastique isolant et entourés d'une gaine plastique.
Lorsqu’un courant circule dans un conducteur, il provoque un échauffement de celui-ci. La section
des câbles a une grande importance :
- trop fins, ils chauffent très fort, les pertes par effet Joule sont élevées et il y a risque de
destruction des gaines isolantes par inflammation, ce qui peut déclencher un incendie.
- trop gros, ils sont inutilement lourds et chers.
Compétences qu’il est possible d’évaluer
Expérimentales - Réaliser le circuit dans l’activité 1
- Réaliser le circuit dans l’activité 2
- Réaliser le circuit dans l’activité 3
- Ranger le matériel
Théoriques - Faire le schéma du montage dans l’activité 1
- Écrire les observations et les conclusions de l’activité 1
- Compléter le schéma du montage de l’activité 2
- Écrire les observations et les interprétations de l’activité 2
- Compléter le schéma du montage de l’activité 3
- Faire les observations et les interprétations de l’activité 3
Le fil
A : Enveloppe protectrice en plastique
B : Âme en cuivre conductrice
Le câble
C : Gaine générale de recouvrement
D : Enveloppe des fils
E : Bourrage élastique ou plastique
F : Ame des fils
Le code couleur
G : Phase
H : Fil de terre
I
: Neutre

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Objectifs : - Reconnaître un dipôle en court-circuit.
- Connaître les causes et les effets d’un court-circuit.
- Rôle d’un fusible.
Activité 1 : Le court-circuit d’un dipôle
1. Réaliser un montage comprenant une pile, un interrupteur et deux lampes L
1
et L
2
montés en série.
Vérifier que les deux lampes s’allument lorsqu’on ferme l’interrupteur.
2. Ouvrir l’interrupteur et brancher un fil de connexion, en dérivation, entre les
bornes de la lampe L
1.
3. Schématiser le montage ainsi réalisé dans le cadre ci-dessous.
4. Fermer de nouveau l’interrupteur, observer et compléter la phrase ci-après :
La lampe L
1
s’éteint mais la lampe L
2
reste allumée
Expliquer.
Le courant électrique passe par le fil de connexion et ne passe plus par la lampe L
1
mais traverse encore L
2
Comparer l’éclat de la lampe L2 avec et sans le court-circuit et entourer la bonne réponse dans la phrase ci-dessous :
« L’éclat de la lampe L
2
est moins / aussi / plus fort lorsque la lampe L
1
est mise en court-circuit ».
Expliquer.
Le courant est plus intense car il n’y a plus qu’un seul dipôle récepteur.
Activité 2 : Le rôle d’un fusible dans un montage en série
1. Réaliser le montage correspondant au schéma ci-dessous.
Schéma du montage
Physique – Chimie
COURT-CIRCUIT
Nom :
Prénom :
Classe :
Date :
EN CONCLUSION
EN CONCLUSIONEN CONCLUSION
EN CONCLUSION :
::
:
Lorsque les deux bornes d’un dipôle sont reliées par un …………………………., le dipôle est mis
en ……
……………………….
Schéma du montage
EN CONCLUSION
EN CONCLUSIONEN CONCLUSION
EN CONCLUSION :
::
:
Lorsque les deux bornes d’un dipôle sont reliées par un fil de connexion, le dipôle est mis en court-
circuit.

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2. Brancher un fil de connexion en dérivation entre les bornes de l’ensemble des deux lampes.
Compléter le schéma et la phrase ci-dessous :
Les lampes s’éteignent et la paille de fer brûle
3. A quoi sert la paille de fer ?
En brûlant, la paille de fer ouvre le circuit. Ainsi le courant ne circule plus d’une borne à l’autre de la pile.
4. Que risquerait la pile sans la présence de paille de fer ?
La pile, comme tout générateur, risquerait d’être détruite car elle est mise en court-circuit, ses deux bornes
étant reliées par un fil de connexion.
Activité 3 : Réaliser un court-circuit dans un montage en dérivation.
1. Réaliser le montage suivant, en plaçant les deux lampes en dérivation.
2. Brancher un fil de connexion en dérivation entre les bornes de la lampe L
2
. Compléter le schéma et les
phrases ci-après :
Les deux lampes s’éteignent : le fil ajouté a provoqué le court-circuit du générateur.
La paille de fer brûle et ouvre la partie du circuit contenant la lampe L
2
.
Après la combustion de la paille de fer, on constate que la lampe L
1
se rallume.
Expliquer en complétant :
En court-circuitant la lampe L
2
, le fil a aussi court-circuité la lampe L
1
et générateur : les deux lampes
s’éteignent
Le courant devient très intense entraînant la combustion de la paille de fer et provoquant l’ouverture de la
partie de circuit contenant la lampe L
2
: la lampe L
1
peut de nouveau briller normalement, car le circuit se
résume en une boucle simple contenant la lampe L
1
3. Quel est le danger d’un court-circuit ?
Un court-circuit peut provoquer un incendie.
4. Qu’utilise t-on pour protéger les installations électriques d’une maison ?
On utilise deux types de coupe-circuits : les fusibles et les disjoncteurs.
5. Expliquer leur rôle dans un circuit électrique.
Lorsque le courant qui traverse le fusible devient trop intense, celui-ci fond et interrompt la branche du
circuit qui est en surcharge.
En ce qui concerne le disjoncteur, lorsqu’il est traversé par un courant trop intense, il se déclenche
provoquant l’ouverture de toute l’installation.
EN CONCLUSION
EN CONCLUSIONEN CONCLUSION
EN CONCLUSION :
::
:
Les courts circuits sont dangereux. On peut s’en protéger à l’aide de fusibles ou de disjoncteurs.